Question

12．“大膽猜想與小心求證”是科學(xué)研究的基本要求．甲乙兩同學(xué)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：在靜止的小磁針上方平行地放一根直導(dǎo)線，閉合開關(guān)，原來靜止的小磁針轉(zhuǎn)動了．對于小磁針轉(zhuǎn)動的原因，兩同學(xué)有著不同的假設(shè)：
甲：是因?yàn)閷?dǎo)線通電發(fā)熱，造成導(dǎo)線周圍空氣溫度升高，空氣的對流運(yùn)動使磁針偏轉(zhuǎn)
乙：是因?yàn)殡娏髦車�產(chǎn)生磁場，磁場對磁針產(chǎn)生了磁力的作用
（1）沒通電時，靜止的小磁針的N極指向北方．（填“南方”或“北方”）
（2）甲同學(xué)看到小磁針偏轉(zhuǎn)，認(rèn)為它一定受到力的作用，他判斷的理由是力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)．
（3）兩同學(xué)討論后，設(shè)計了以下實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證哪一個觀點(diǎn)是正確的：他們調(diào)換電池的正負(fù)極，改變電流的方向，閉合開關(guān)，如果甲同學(xué)的假設(shè)是正確的，預(yù)計應(yīng)該看到的現(xiàn)象是：磁針偏轉(zhuǎn)的方向不變．
（4）老師在其它實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，把小磁針從直導(dǎo)線下方移到了直導(dǎo)線上方，閉合開關(guān)后，小磁針的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒏淖儯ㄟx填“不改變”或“改變”）．
（5）在做該實(shí)驗(yàn)時，下列操作中現(xiàn)象最明顯的是B
A．電流沿東西方向放置在磁針的正上方
B．電流沿南北方向放置在磁針的正上方
C．沿電流方向放置小磁針，使磁針在導(dǎo)線的正下方
D．沿電流方向放置小磁針，使磁針在導(dǎo)線的延長線上．

Answer 1

分析 （1）通電導(dǎo)線周圍有磁場；靜止的小磁針的N極指向北方；
（2）力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，也可以改變物體的形狀；
（3）（4）磁場方向與電流的方向有關(guān)；
（5）解答本題的關(guān)鍵是了解發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的現(xiàn)象，同時明確通電直導(dǎo)線周圍的磁場分別情況，并要求搞清地磁場的分布對小磁針的影響．

解答 解：（1）沒通電時，通電導(dǎo)線周圍有磁場，沒通電時，小磁針在地磁場的作用下N極指向北方；
（2）使物體運(yùn)動，必須讓物體受力，因?yàn)橹挥辛Σ趴梢愿淖兾矬w的運(yùn)動狀態(tài)；
（3）如果乙正確，他們調(diào)換電池的正負(fù)極，改變電流的方向，磁場方向改變，小磁針偏轉(zhuǎn)方向改變，如果甲同學(xué)的假設(shè)是正確的，磁針偏轉(zhuǎn)的方向不變；
（4）由于電流產(chǎn)生的磁場在導(dǎo)線上、下方的方向相反，當(dāng)小磁針從下方移到上方之后，小磁針的轉(zhuǎn)動方向會相反；
（5）奧斯特發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場，對小磁針有磁場力作用，但地磁場也對小磁針有磁場力作用（指向南北），所以為了回避因地磁場的作用，因此將導(dǎo)線須南北放置，若偏轉(zhuǎn)說明是通電導(dǎo)線的磁場引起的，且放置在導(dǎo)線的下方或上方，不能在導(dǎo)線的延長線上，ACD錯誤，B正確，故選B．
故答案為：（1）北方；（2）力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)；（3）磁針偏轉(zhuǎn)的方向不變；（4）改變；（5）B．

點(diǎn)評 本題考查了小磁針轉(zhuǎn)動的原因和電流的磁效應(yīng)的知識，是一道實(shí)驗(yàn)探究題，有一定的難度．